蛋白酶的生物学意义及在肉鸡日粮中的应用研究进展

刘 干，姜 宁，张爱忠

（黑龙江八一农垦大学动物科技学院，黑龙江 大庆 163319）

近几年，由于饲料工业的不断发展，选用一种绿色无污染且能提高日粮营养物质利用率的添加剂是人们首先要考虑的问题，因此酶制剂呈现出巨大的价值与作用。其中蛋白酶在全球酶制剂市场中的推广销售额高达60%[1]。应用蛋白酶重要意义在于其能促进动物水解更多各种聚肽和蛋白质为小分子的蛋白胨、肽和氨基酸。蛋白酶的种类繁多广泛存在动植物体和微生物（主要为细菌、放线菌、霉菌）体内。蛋白酶的应用属于外源性消化酶，大多数的蛋白酶来源于微生物，可以有效改善畜禽特别是幼龄畜禽的生产性能，可以提高动物机体的免疫力，促进内源酶的分泌，降低日粮中抗营养因子抑制作用。目前，由于蛋白酶的种类繁多，在AA肉鸡中的实际应用研究不深，试验结论也不同。因此，本文以饲用蛋白酶的种类、作用原理及其在肉鸡日粮中的应用作为切入点，探究蛋白酶更深层次的生物学意义。

1 蛋白酶的分类

蛋白酶可按来源将其分为动物源性蛋白酶、植物源性蛋白酶和微生物源性蛋白酶3 种。动物源蛋白酶存在于牛、羊和猪的胰腺中。植物源蛋白酶主要分为木瓜蛋白酶和菠萝蛋白酶，存在未成熟的木瓜和菠萝中。微生物源性蛋白酶主要通过细菌、霉菌、酵母和放线菌等培养提取而得[2]。由于动物源蛋白酶有携带病毒（如疯牛病）隐患，目前多饲料和食品中添加的蛋白酶是以植物源和微生源为主。作为饲料补充蛋白酶多是微生物源蛋白酶，因菌源的不同、制备方法和技术不同，活性与功能差别很大，动物应用效果也不同。

2 蛋白酶的应用及生物学意义

2.1 改善动物生长性能、提高蛋白质利用率

在日粮中添加蛋白酶制剂可以有效提高动物对营养成分特别是蛋白质的吸收与利用，提高其生长性能。由于幼龄动物早期的消化系统和酶系统发育还不够完善，添加效果更为明显。杨久仙等在断奶仔猪日粮中添加角蛋白酶0.12%，结果表明，能显著提高仔猪日粮中干物质和粗蛋白质的消化率，显著提高仔猪日增重、饲料转化率和清蛋白水平；外源性蛋白酶可以提高蛋白中营养成分的消化率，还可以补充内源蛋白酶的不足增强内源酶的活性[3]。Inborr 等认为，大多从细菌和真菌中发酵培养出来的酶，因其自身结构的需求且分解的营养成分增加会反馈性刺激动物体内源性酶分泌，从而有效提高动物生长性能，提高蛋白质的利用率[4]。但对肉鸡的应用鲜有报道。

2.2 降低日粮中的抗营养因子抑制作用

抗营养因子（ANF）是日粮中营养物质的代谢、消化、吸收和利用产生不利影响以及使动物产生不良生理反应的物质。胰蛋白酶抑制因子（KTI）、胰蛋白酶抑制剂（BBI）和大豆抗原蛋白等抑制因子存在于豆粕中，而玉米-豆粕型日粮也经常在肉鸡生产中被广泛使用。

蛋白酶抑制因子抑制作用主要表现在降低蛋白酶活性及其消化率，引起胰腺增生、肿大，促进胰腺分泌，造成必需氨基酸内源性损失，加剧氨基酸不平衡，降低饲料中干物质、氮的消化率，危害动物的健康，抑制动物生长[5]。蛋白酶可有效降解豆粕中抗原蛋白，提高豆粕的营养价值。

2.3 提高动物机体免疫力

蛋白酶通过降低抗原蛋白的变应原性从而减少肠道炎症。研究表明，在21 d 肉鸡笼养试验中，在豆粕型日粮中添加蛋白酶对抗原性大豆蛋白的先天免疫反应使白细胞介素-8 在14 d 的表达量明显升高，抑制白细胞介素-10的表达量，减少空肠中抗炎因子的产生及日粮引起的炎症，从而提高动物机体免疫力[6]。

2.4 减少氮排放量

添加蛋白酶会使畜禽粪便中未被消化吸收的蛋白质减少，在环境中释放的氨气和硝酸盐会减少，氨气挥发到大气中会造成水体酸化，而硝酸盐则能污染水源，对生物多样性造成损害，并直接威胁人类健康[7]。

3 蛋白酶在肉鸡日粮中的应用

在肉鸡日粮蛋白质不足的情况下添加蛋白酶能起到补偿作用，研究表明，在蛋白质降低1%的玉米－豆粕型肉鸡日粮中添加蛋白酶，1～21 d 肉鸡生产性能可达到正常蛋白质水平且可以提高抗氧化功能和生产性能[8]。周梁在21 d 肉鸡低蛋白玉米-豆粕-肉骨粉型日粮（粗蛋白质降低1.00%及代谢能降低83.68 kJ·kg-1）中添加外源蛋白酶0.02%，肉鸡血清总抗氧化能力均有提高能改善由于蛋白不足抑制肉鸡生长性能的问题[9]。由此可见，在肉鸡日粮中添加不同梯度的蛋白酶能有效改善肉鸡生产性能，提高养分消化率，且生长前期的生产性能、粗蛋白质和氨基酸表观消化率与蛋白酶量呈二次曲线关系。

随着对蛋白酶研究的不断深入，试验证明，蛋白酶能改善肉鸡生长性能，提高对养分的消化与吸收，促进内源酶分泌及消化器官发育，降低动物粪便对环境污染的影响。随着酶技术的发展，蛋白酶产品的稳定性得到加强，成本降低，在肉鸡日粮中添加蛋白酶能提高经济效益。

4 小 结

从目前蛋白酶的应用开发发展趋势来看，作用机理及表达受体作用位点不是很明确，也不够稳定，生产工艺不明确，缺少一套规范统一的标准制度；就蛋白酶而言，其组合酶、复合酶的互作机制、互作关系的研究不够深入；对蛋白酶用途在成年动物的方向开发不够，酶用途较为单一。日粮中添加蛋白酶后对动物机体内的消化酶的活性及其消化系统，消化器官发育方面研究不多，应用到肉鸡生产中对其机体所产生的影响是否为良性作用也还不够明确。随着不断的探索发展，相信蛋白酶会为饲料工业与畜禽业的发展做出贡献。